기후변화가 농업생태계에 미치는 영향분석 벼 생산 취약성 평가방법론 연구

DC Field Value Language
dc.contributor.author 유가영 -
dc.contributor.other 김정은 -
dc.date.accessioned 2017-07-05T01:35:15Z -
dc.date.available 2017-07-05T01:35:15Z -
dc.date.issued 20071228 -
dc.identifier A 환1185 2007 RE-14 -
dc.identifier.uri http://repository.kei.re.kr/handle/2017.oak/19323 -
dc.identifier.uri http://library.kei.re.kr/dmme/img/001/003/001/RE-14_Development of a Methodology Assessing Rice Production Vulnerabilities to Climate Change_유가영.pdf -
dc.description.abstract Abstract Assessing vulnerability to climate change is the first step that should precede setting up appropriate adaptation strategies. This study was conducted to develop a methodology to assess climate change vulnerabilities in rice production in order to provide background for future adaptation policies. Changes in rice yield and agricultural water status were integrated to suggest a rice production vulnerability index because agricultural productivity is closely related to agricultural water use. The study area was the southwestern part of Korea, Jeolla-do, where the percentage of rice yield to total rice production amounts to ca. 35 %. The spatial unit for analysis was conducted at the county (Si, Gun, Gu) level. Future rice yield change was simulated with the CERES-rice model using the downscaled A2 scenario of the Meteorological Research Institute (METRI). Vulnerabilities to climate change are expressed as a function of sensitivity and adaptive capacity based on the assumption that sensitivity and adaptive capacity are independent variables. A sensitivity index to climate change is determined based on the rice yield change ratio which is the percentage of relative changes in rice yield compared to the baseline yield (1971~2000). Yields in 2001, 2030, 2050 and 2080 were projected to decrease by 0.74%, 5.7%, 8.7%, and 16.5%, respectively. Accordingly, the sensitivity index was expected to change from slightly sensitive (-) to highly sensitive (-) towards the end of the 21st century. Increases in negative sensitivity were the greatest in the most southwestern parts of Jeolla-do. An adaptive capacity index is comprised of two aspects; Adaptive Capacity for Drought Stress (ACDS) and Adaptive Capacity for Flood Damage (ACFD). To calculate the ACDS indicator, data for crop water demand and the amount of irrigated water available within the county were organized on a monthly basis from 1991~2003. The ACDS indicator for each county was calculated as the percentage of data points where the irrigated water supply was greater than the crop water demand. The ACDS indicator was compared with SWSCI (Standard Water Storage Capacity Index) and the relationship showed high degree of fit (R2=0.8392) using the exponential function. The ACFD indicator was based on the statistical data of damage cost for agricultural land and products due to heavy rain and typhoons (1991~2003) and had the inverse relationship with damage cost. We used the dimension index proposed by UNDP for standardization of the ACDS and ACFD indicators. Distribution of a vulnerability index showed that there were highly vulnerable areas in the western part and eastern mountainous regions of the study area. The high vulnerability along the eastern seashore region was mainly due to the projected large reduction in rice yield, whereas the high vulnerability areas in the eastern inlands originated from the high susceptibility to flood damage. Adaptation strategies suggested to reduce vulnerabilities are early rice transplanting, species substitution, and possibility of dual cropping. Especially, the results showed that early rice transplanting had greatly reduced rice production vulnerabilities in the study area. The applicability of the options to the study area was preliminarily tested. This study provides a guideline to assess vulnerability to climate change that can be applied to other sectors. The suggested index of vulnerability is expected to be a useful tool to help set up location-specific adaptation strategies. However, to improve the suggested rice production vulnerability index to more comprehensive agricultural vulnerability indicator to climate change, changes and impacts due to sea level rise, agricultural water quality, and soil nutrient capacity, etc. should also be considered and incorporated in the vulnerability index. -
dc.description.tableofcontents FOREWORD <br> <br>Abstract <br> <br>Chapter 1. Introduction <br>1. Background <br>2. Research scope and objectives <br> <br>Chapter 2. Literature Review <br>1. Definition of vulnerability to climate change <br>2. Methodologies for vulnerability assessment <br>2.1 Assessment of overall vulnerability to climate change using proxy variables in many sectors <br>2.2 Assessment of agricultural vulnerability to climate change <br>2.3 Possible indicators to represent agricultural water status <br>2.3.1. OECD (2003)’s agri-environmental indicators <br>2.3.2 Drought index <br>2.3.3 Index to represent flood damage <br>2.3.4 A method to consider crop water demand and water availability <br>2.4 Case study of rice yield sensitivity in Korea <br>2.5 Case study of crop yield vulnerability to climate change <br> <br>Chapter 3. Method and Tools <br>1. Study area <br>2. Climate change scenario <br>3. Simulation of rice yield by CERES-rice model <br>4. Rice production sensitivity to climate change <br>5. Adaptive Capacity (AC) in agricultural water status -
dc.description.tableofcontents <br> -
dc.description.tableofcontents - Contents - <br> FOREWORD <br> Abstract <br> Chapter 1. Introduction <br>1. Background <br>2. Research scope and objectives <br> Chapter 2. Literature Review <br>1. Definition of vulnerability to climate change <br>2. Methodologies for vulnerability assessment <br>2.1 Assessment of overall vulnerability to climate change using proxy variables in many sectors <br>2.2 Assessment of agricultural vulnerability to climate change <br>2.3 Possible indicators to represent agricultural water status <br>2.3.1. OECD (2003)’s agri-environmental indicators <br>2.3.2 Drought index <br>2.3.3 Index to represent flood damage <br>2.3.4 A method to consider crop water demand and water availability <br>2.4 Case study of rice yield sensitivity in Korea <br>2.5 Case study of crop yield vulnerability to climate change <br> Chapter 3. Method and Tools <br>1. Study area <br>2. Climate change scenario <br>3. Simulation of rice yield by CERES-rice model <br>4. Rice production sensitivity to climate change <br>5. Adaptive Capacity (AC) in agricultural water status <br>5.1 Crop water demand <br>5.2 Water supply from reservoir data <br>5.3 Matching spatial scales of data sets for crop water demand and water supply <br>5.4 Calculating an adaptive capacity proxy variable for agricultural drought stress (ACDS indicator) <br>5.5 Calculating an adaptive capacity proxy variable based on flood damage costs (ACFD indicator) <br>6. Calculation of rice production vulnerability to climate change <br> Chapter 4. Results and Discussion <br>1.Rice production sensitivity <br>2. Adaptive capacity <br>2.1 Adaptive capacity for drought stress (ACDS) Index <br>2.1.1 Crop water demand <br>2.1.2 Agricultural water supply <br>2.1.3 ACDS indicator <br>2.2 Adaptive capacity for flood damage (ACFD) indicator <br>2.3 Adaptive capacity in agricultural water status (AC index) <br>3. Vulnerability index for rice production <br>4. Adaptation options <br>4.1. Adjustment of rice transplanting dates. <br>4.2. Other adaptation options <br> Chapter 5. Summary and Conclusions <br> References <br>Appendix I <br>Appendix II <br> Abstract in Korean -
dc.format.extent 72 p. -
dc.language 영어 -
dc.publisher 한국환경정책·평가연구원 -
dc.subject Crops and climate -
dc.title 기후변화가 농업생태계에 미치는 영향분석 벼 생산 취약성 평가방법론 연구 -
dc.type 기본연구 -
dc.title.original Development of a methodology assessing rice production vulnerabilities to climate change -
dc.title.partname 연구보고서 -
dc.title.partnumber 2007-14 -
dc.description.keyword 정책일반 -
dc.description.bibliographicalintroduction Abstract in Korean 기후변화가 농업생태계에 미치는 영향분석 - 벼 생산 취약성 평가방법론 연구 기후변화 취약성 평가는 적응정책을 수립하는 데에 있어 반드시 필요한 과정이다. 본 연구는 농업에 있어서 기후변화 적응정책의 기반이 되는 벼 생산성 취약성을 평가하는 방법론을 개발하기 위해 수행되었다. 작물생산성은 농업용수의 사용과 밀접하게 연계되어 있으므로 벼 생산 취약성 지표에 생산량의 변화와 농업용수의 상태가 함께 고려되었다. 연구대상지는 한국의 남서쪽에 위치하고, 지역의 쌀 생산량이 전국의 약 35%에 달하는 전라도이다. 분석의 공간적 단위는 시, 군, 구 이고, 미래의 벼 생산량은 CERES-rice 모형을 이용하여 기상연구소에서 다운스케일링 한 A2 시나리오를 기반으로 모사되었다. 기후변화 취약성은 민감도와 적응능력의 함수로 표현되는데, 민감도와 적응능력이 서로 독립변수라는 가정 하에 지표를 개발하였다. 민감도 지수는 기준선으로 사용된 1971~2000년 사이의 평균 벼 생산량에 대한 상대적인 변화률 (%)로 정의되었다. 모형 구동 결과에 따르면, 2001, 2030s, 2050s, 2080s 년대의 벼생산량은 각각 0.74%, 5.7%, 8.7%, 16.5% 만큼 감소하는 것으로 나타났다. 이에 따라 벼 생산량 민감도는 21세기 말에 접어 들면서 약간 민감(-)한 정도 에서 매우 민감(-)한 정도로 변화하는 것으로 예측되었다. 기후변화에 대한 민감도(-)가 가장 큰 지역은 전라도의 남서쪽 해안 이었다. 적응능력은 가뭄스트레스에 따른 적응능력 (ACDS; Adaptive capacity for drought stress)과 홍수 피해에 따른 적응능력 (ACFD; Adaptive capacity for flood damage)의 두 가지를 고려하였다. ACDS 지표를 계산하기 위해서 1991~2003년 사이 각 시, 군, 구 단위로 가용한 관개 용수의 양과 그 지역 작물의 용수 수요량을 비교하였다. 각 시, 군, 구의 ACDS 지표는 관개 용수 공급량이 작물의 용수 수요량보다 큰 시점이 차지하는 백분율로 계산하였다. 제안된 ACDS 지표는 기존에 제안된 저수지의 용수 공급가능량을 표현하는 SWSCI (Storage water supply capacity index)와 비교되었는데, 이들 두 지표는 지수함수적 관계에 있었으며(R2=0.8392), ACDS 지표는 SWSCI에 비해 특히 소규모 저수지에서 물공급과 수요의 균형을 보는 데에 더 유용하다고 분석되었다. 한편, ACFD 지표는 폭풍우나 태풍에 의한 농경지 및 농산물의 피해액에 관한 1991~2003년의 통계자료를 이용하였는데, 피해액이 클수록 ACFD 지표가 작아지는 관계를 반영하였다. 서로 다른 단위를 갖는 ACDS와 ACFD 지표를 표준화하기 위하여 UNDP에서 이용하는 dimension index를 활용하였다. 취약성 지표의 분포를 보면 취약성이 높은 지역은 대상지의 서쪽 해안과 동쪽 산악지역임을 알 수 있었다. 남서쪽 해안의 취약성이 21세기 후반으로 갈수록 높아지는 이유는 벼 생산량의 감소에 기인하는 반면, 동쪽 내륙지역의 높은 취약성은 홍수에 따른 피해가 큼으로 인해 ACFD 지표가 낮게 나타났기 때문이었다. 연구에서 평가된 기후변화의 취약성을 감소시키기 위한 적응조치로 제안된 것은 벼 이앙기의 조정, 종 교체 및 이모작의 가능성이다. 이 중 특히 조기 이앙을 실시 할 경우 대상지의 2001, 2030s, 2050s, 2080s의 취약성이 크게 감소되는 것으로 나타났다. 각 적응조치 들의 적용가능성이 초동적으로 검토되었는데, 이앙기 조정을 위해서는 관개용수 시스템과의 연동을 고려해야 하고, 종교체보다는 새로운 품종의 개량이 적합하다고 제안되었으며, 이모작의 경우는 관개시스템 및 조생종의 확보 등 농업 기술적인 측면의 발전이 선행되어야 한다고 논의되었다. 본 연구는 기후변화 취약성을 평가하기 위한 가이드라인을 제시한 데에 의의가 있으며, 여기서 제안된 취약성 평가 방법론은 다른 부문으로 적용될 수도 있다. 제안된 벼 생산성 취약성 지표는 지역에 적합한 적응전략을 수립하는 데에 있어서 유용한 정책 도구로 활용될 것이 기대된다. 다만 본 연구에서 제안된 취약성 지표가 보다 더 포괄적인 농업분야의 기후변화 취약성 지표로 발전되기 위해서는 가뭄이나 홍수 등의 극한적 상황만을 고려할 것이 아니라, 해수면 상승이나, 농업용수 수질 및 토양의 변화 등 기후변화에 따른 점진적인 변화 및 영향도 함께 고려하여 발전시켜야 할 것이다. -
dc.contributor.authoralternativename Yoo -
dc.contributor.authoralternativename Ga-Young -
dc.contributor.otheralternativename Kim -
dc.contributor.otheralternativename Jung-Eun -
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